[发明专利]用于检测电池组中的内部短路的系统和方法

说明书

一种用于电池组中的短路检测的方法，该电池组包括多个电池，该方法包括：将短路检测模块连接至电池组；通过短路检测模块确定电池组不工作；并且选择用于测试短路的电池组中的第一电池，其中测试包括：将电压源连接至第一电池；测量第一电池的电流；并且基于所测量的第一电池的电流确定第一电池是否包含短路。

技术领域

本公开总体上涉及监测电池组特性的领域，并且更具体地涉及为了检测电池组(battery)中的一个或多个电池中的内部短路的电池组监测。

背景技术

电池组或者电池组套件由一个或多个电池制成，这些电池例如可以是锂离子电池、锂空气电池或者基于锂金属的电池，并且用于为许多不同类型的设备供电。电池组的灾难性故障会导致花费亿万美元的大规模召回并且严重损害公司信誉和品牌形象。随着电池组的能量含量继续上升，严重故障的潜在性成为主要的担心之处。灾难性的电池组故障可以包括热失控事件，其中电池内部的内部短路促使电池内部的自加速分解反应。如果不以及时地方式执行干涉，则热失控事件可以包括烟雾、火焰、乃至爆炸。

几个不同的方法适用于通过监测电池或者电池块电压来检测电池中的短路。在这些方法中，当电池中没有发生充电或放电时监测电池或电池块电压变化以便检测与内部短路相关联的电池两端的压降。电池制造商在基于锂的电池行业中使用电池不工作(atrest)(即，当电池中没有流动的充电电流或放电电流时)时监测随着时间的过去的电池电压作为质量控制测试。继组装电池和初次充电之后，使电池不工作一段时间并且监测电池电压。超出某个值的电池电压的下降指示电池中存在内部短路，因而允许电池因为有故障而被淘汰。这样的电压测试不能确定将在它们使用寿命周期中随后发展成内部短路的电池，这会导致操作期间发展成内部短路的电池的灾难性故障。此外，当电池不工作时监测电池电压具有关于内部短路的检测的相对低的灵敏度，因为内部短路需要延长的时间段以对电池具有足够大的影响，以允许对于内部短路是否存在于电池之中的明确的确认。如果短路被允许发展的过长，则会到达不能返回的点，其中不再可以避免热失控和灾难性的电池故障。

发明内容

提供一种检测电池组中的内部短路的相对低成本的系统，即可适用于在电池组内以任何方式配置的电池，包括被配置为单独的电池的串联串的电池。在一个实施方式中，内部短路通过在电池组不工作时段期间使电压源与电池平衡，并且在诊断时段监测电流来诊断。稳定的、零电流条件指示正常的、无短路电池。非零、增加的电流诊断出存在内部短路。在另一个实施方式中，电压源与电池平衡暂时断开，并且然后重新连接，涌入到电池中的电流表示存在内部短路，并且接近零的电流表示式正常的电池。

公开一种用于电池组中的短路检测的方法，该电池组包括多个电池，该方法包括：将短路检测模块连接至电池组；通过短路检测模块确定电池组不工作；并且选择电池组中的用于测试短路的第一电池，其中，测试包括：将电压源连接至第一电池；测量第一电池的电流；并且基于所测量的第一电池的电流确定第一电池是否包含短路。

还公开一种用于包括多个电池的电池组中的短路检测的系统，包括：电池寻址矩阵(addressing matrix)和控制器，被配置为连接至电池组使得多个电池中的每一个被单独寻址以用于进行测试；电压源和电流测量模块，被配置为经由电池寻址矩阵和控制器连接至多个电池；控制逻辑件，被配置为基于来自电流测量模块的输入确定多个电池中的电池是否包含短路。

附图说明

现在参照附图，这些附图是示例性实施方式并且其中相似元件编号相同：

图1A示出用于短路检测的系统的实施方式；

图1B示出电池连接和电池组的实施方式；

图2示出电池组中的多个电池的测量电流的实施方式；

图3和图4示出用于短路检测的方法的实施方式。

具体实施方式